核電廠鋼板混凝土墻平面外受力性能研究.pdf

1、核電作為一種清潔能源越來越受到世界各國的重視，但中國核電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例卻仍然遠遠低于國際平均水平。為加快我國核電事業(yè)的發(fā)展步伐并保證核電工程項目的安全運營，我國引進了美國西屋公司設(shè)計的AP1000壓水堆核電項目，并在其基礎(chǔ)上研發(fā)了CAP1400壓水堆核電項目。
　　為提高結(jié)構(gòu)受力性能和施工模塊化程度，AP1000和CAP1400核電項目的核安全相關(guān)結(jié)構(gòu)模塊大量地采用了鋼板混凝土結(jié)構(gòu)。鋼板混凝土結(jié)構(gòu)由雙側(cè)或單側(cè)表面鋼板和內(nèi)部

2、混凝土構(gòu)成。與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不同的是，兩層表面鋼板之間的混凝土中沒有配置鋼筋；鋼板與混凝土之間由焊接于鋼板內(nèi)表面的栓釘拉結(jié)；兩層表面鋼板之間由連接件拉結(jié)，起到抗剪的作用。作為一種組合結(jié)構(gòu)，鋼板混凝土結(jié)構(gòu)不僅具有較高的承載能力、較好的延性以及卓越的抗震性能，而且抗沖擊性能好，抵御爆炸和沖擊能力強。此外，鋼板混凝土結(jié)構(gòu)的施工特點還可以實現(xiàn)施工安裝模塊化，適應現(xiàn)代化施工的需求，大大提高結(jié)構(gòu)施工效率，縮短建造工期。
　　但是目前在建筑

3、結(jié)構(gòu)中特別是核電廠房結(jié)構(gòu)中鋼板混凝土墻僅被少量應用，這些工程應用大部分都沒有專用的規(guī)范標準，往往是以具體的工程經(jīng)驗和通行做法為依據(jù)。國內(nèi)外也并未深入開展在這一領(lǐng)域的相關(guān)研究工作?；诖吮疚尼槍@一問題完成的主要工作包括：
　　1.為明確剪跨比對鋼板混凝土墻平面外受力性能的影響規(guī)律，完成了4個鋼板混凝土墻試件的平面外受力性能試驗，分析平面外荷載作用下構(gòu)件的承載力、變形、破壞模式及鋼板屈曲特性等力學性能，探討了不同試件之間力學性能和試

4、驗現(xiàn)象出現(xiàn)區(qū)別的原因。
　　2.通過整理和分析試驗數(shù)據(jù)，對各試件的應變分布情況和極限承載力進行了綜合比較，得到了試件極限承載力與試件剪跨比之間變化關(guān)系，并與現(xiàn)有國內(nèi)外規(guī)范進行對比，結(jié)果表明：平面外承載力隨剪跨比的增大而減小，現(xiàn)有的規(guī)范公式不能很好地解釋本文的試驗結(jié)果，本文通過線性擬合提出了一種建議方法來計算極限承載力。
　　3.通過參照已有的經(jīng)典試驗結(jié)果，本文采用ABAQUS軟件建立了精細化的有限元模型，在模型中考慮了材料和

5、幾何非線性、鋼板與混凝土之間的接觸問題，并與試驗進行了對比。結(jié)果表明，有限元數(shù)值計算結(jié)果能良好地符合試驗結(jié)果，本文建立的有限元模型可以用來模擬鋼板混凝土墻的平面外受力性能。
　　4.利用本文建立的有限元模型，對影響鋼板混凝土墻面外受力性能的主要參數(shù)進行了分析，包括栓釘間距、鋼板厚度。結(jié)合試驗和有限元分析結(jié)果，指出了鋼板混凝土墻面外受力性能隨參數(shù)變化的原因，并提出了在一定情況下不同破壞形態(tài)之間轉(zhuǎn)化的參數(shù)臨界值。結(jié)果表明：可以通過對栓